学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高速铁路桩承式路堤中的桩帽效应分析

作　者: 覃小纲
导　师: 彭雄志
学　校: 西南交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高速铁路桩承式路堤 桩帽效应 现场试验 有限元 正交试验
分类号: U213.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着近年来我国高速铁路工程的兴起,桩承式路堤在高速铁路线下工程中得到了推广和应用。已有研究表明,桩帽上方填土中的土拱效应、土工格栅的拉膜作用和桩帽下桩身与土体的共同作用是桩承式路堤承载机理的三个主要方面。目前,对结合高铁对线下结构的变形和承载要求,根据主要机理的工作关系,优化其中桩承式路堤的结构参数、提高其承载效能,进而指导设计施工等方面的研究水平还明显落后于广阔的工程实践的需要,进行深入研究具有迫切的现实价值。本文针对的问题是桩帽覆盖率对高速铁路桩承式路堤工作机理的影响。在前人研究的基础上,结合京沪高速铁路李窑试验段的现场试验,首先分析了桩承式路堤的工作机理和特征。然后根据现场工程地质条件和设计施工参数建立了符合实际的单元体结构的有限元模型。最后针对桩帽直径和桩间距,进行了基于有限元的正交试验分析。本文得到以下主要结论：(1)现场试验结果表明,填筑期间是路堤结构沉降和地基表面土压力重分布的主要阶段：约60%的地基表面沉降和85%的桩土差异沉降发生在填筑期间；土拱系数在填筑期间由1.00降至0.24左右,填筑完成后稳定在0.22-0.24之间。根据试验结果推断填土中土拱高度约至桩帽上1.5m,为2.14(s-a)。土工格栅最大应变仅为0.4%,在桩土不同位置的差异应变在为0.1%内,加筋的作用微弱。(2)有限元计算表明,等沉面高度约在桩帽上1.5m,该数据和填土中竖向应力的突变高度一致,填筑完成后土拱系数为0.231。土工格栅的拉膜作用并不明显。模型中的大变形和桩土界面折减系数对沉降、土压力和格栅应变的影响并不显著。(3)有限元正交试验表明,扩大桩间距对桩间土的沉降影响显著,对桩顶沉降影响较小；扩大桩帽,能够在增大桩顶沉降的同时提高了桩间土沉降的稳定速率。极差分析表明,沉降对桩帽直径的敏感性高于桩间距,而土拱系数受两者影响相当。试验结果显示,2.5m桩间距和1.4m桩帽直径对沉降的控制优于现场试验中实际采用的1.7m桩间距和1.0m桩帽直径的参数组合。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 引言  10-11
  1.2 桩承式路堤的特点  11-12
    1.2.1 桩承式路堤的技术优点  11
    1.2.2 桩承式路堤的承载特性  11-12
  1.3 桩承式路堤的发展现状  12-18
    1.3.1 工程应用现状  12-13
    1.3.2 研究现状  13-18
  1.4 本文的主要工作  18-20
第2章 高速铁路桩承式路堤的现场试验  20-31
  2.1 引言  20
  2.2 地质工况  20-22
  2.3 试验方案  22-23
  2.4 观测结果分析  23-30
    2.4.1 沉降的变化特点  23-26
    2.4.2 荷载的分布特点  26-29
    2.4.3 土工格栅的变化特点  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章 基于现场试验的数值模型  31-46
  3.1 数值模拟中的基本理论  31-36
    3.1.1 软件简介  31
    3.1.2 使用的单元类型  31-33
    3.1.3 土体的本构模型  33-35
    3.1.4 BIOT固结理论  35-36
  3.2 模型的建立  36-38
  3.3 计算验证  38-41
    3.3.1 沉降分布规律  38-39
    3.3.2 荷载分布规律  39-40
    3.3.3 土工格栅的应力应变规律  40-41
  3.4 需要注意的一些问题  41-45
    3.4.1 关于大变形  41-43
    3.4.2 关于界面折减系数  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 基于有限元的正交实验分析  46-69
  4.1 计算方案  46-48
    4.1.1 正交试验设计  46
    4.1.2 本章计算方案  46-48
  4.2 桩间距的影响  48-55
    4.2.1 桩土沉降规律  48-51
    4.2.2 桩土应力规律  51-54
    4.2.3 拉膜作用的变化  54-55
  4.3 桩帽尺寸的影响  55-63
    4.3.1 桩土沉降规律  55-59
    4.3.2 桩土应力规律  59-61
    4.3.3 拉膜作用的变化  61-62
    4.3.4 桩身应力的变化  62-63
  4.4 正交试验分析  63-68
    4.4.1 沉降的正交分析  63-65
    4.4.2 土拱系数的正交分析  65-68
  4.5 本章小结  68-69
结论与展望  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-75

相似论文

  1. LNG系统中工作压力设定依据与换热器正交试验设计,TQ051.5
  2. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  3. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  4. 粉末活性炭—超滤工艺处理微污染地表水试验研究,X703
  5. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  6. 谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析,TH132.43
  7. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  8. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  9. 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
  10. 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
  11. 电流及电场对结晶器铜板上电镀镍及其合金镀层性能的影响,TQ153.2
  12. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  13. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  14. 船用锅炉过热器管束胀口应力应变分析,TQ051.5
  15. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  16. 乳化柴油在S195柴油机上的应用研究,TE626.24
  17. 深水海底管道S型铺管法安装分析,TE973
  18. 拖拉机驾驶室的有限元分析及优化设计,S219.02
  19. 拖拉机电控液压动力转向系统的转向机构及液压系统设计,S219.02
  20. 智能森林灭火航弹研究,S762
  21. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3

中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路线路工程 > 线路构造 > 路基 > 路堤
© 2012 www.xueweilunwen.com